Дифузія та осмос

Осмоз є результатом дифузія через напівпроникну мембрану. Якщо два розчини різної концентрації відокремлюються напівпроникною мембраною, то розчинник буде дифундувати по мембрані від менш концентрованого до більш концентрованого розчину. Цей процес називається осмос. На клітинному рівні обидва процеси є видами пасивного транспорту.

Напівпроникні мембрани - це дуже тонкі шари матеріалу, які дозволяють проходити крізь невеликі молекули, такі як кисень, вода, вуглекислий газ, аміак, глюкоза, амінокислоти тощо. Однак вони не дозволяють пройти більші молекули, як сахароза, білок тощо.

Порівняльна діаграма

Диффузійна та осмосова порівняльна діаграма

	Дифузія	Осмоз
Що це?	Дифузія - це спонтанний рух частинок з області високої концентрації до області низької концентрації. (наприклад, ароматизатор чаю, що рухається з області високої до низької концентрації у гарячій воді.)	Осмоз - це спонтанний чистий рух води через напівпроникну мембрану від області низької концентрації розчиненого речовини до більш концентрованого розчину до градієнта концентрації. Це вирівнює концентрації по обидва боки мембрани.
Процес	Дифузія в основному відбувається в газоподібному стані або всередині молекул газу та молекул рідини (наприклад, молекули 2 газів перебувають у постійному русі, і якщо мембрана, що розділяє їх, видаляється, гази змішаться через випадкові швидкості.)	Це відбувається, коли середовище, що оточує клітину, має більш високу концентрацію води, ніж клітина. Клітина отримує воду разом з важливими молекулами і частинками для росту. Це також відбувається, коли вода і частинки переміщуються з однієї клітини в іншу.
Важливість	Для створення енергії; Допомагає в обміні газів під час дихання, фотосинтезу та транспірації.	У тварин осмос впливає на розподіл поживних речовин і виділення відходів метаболізму. У рослин осмос частково відповідає за поглинання ґрунтової води та піднесення рідини до листя рослини..
Градієнт концентрації	Переходить від градієнта високої концентрації до градієнта низької концентрації	Переміщення вниз по градієнту концентрації
Вода	Воді для руху не потрібна вода	Потрібна вода для руху
Приклади	Парфуми або Освіжувач повітря, де молекули газу дифундують у повітря, поширюючи аромат.	Рух води в кореневі клітини волосся.

Зміст: Дифузія та осмос

• 1 Процес осмосу проти дифузії
• 2 Відмінності у функції
• 3 різні типи осмосу та дифузії
• 4 Список літератури

Процес осмосу проти дифузії

Процес дифузії. Деякі частинки (червоні) розчиняються у склянці води. Спочатку частинки знаходяться біля одного кута скла. Коли частинки все випадковим чином рухаються навколо («дифузно») у воді, вони з часом розподіляються випадковим чином і рівномірно.

Дифузія виникає, коли мимовільний рух сітки частинок або молекул поширює їх з області високої концентрації в область низької концентрації через напівпроникну мембрану. Це просто статистичний результат випадкового руху. З плином часу диференціальний градієнт концентрацій між високими і низькими зменшуватиметься (стає дедалі дрібнішим), поки концентрації не вирівнюються.

Дифузія збільшує ентропію (випадковість), зменшує вільну енергію Гіббса, і тому є наочним прикладом термодинаміки. Дифузія діє в межах Другого закону термодинаміки, оскільки вона демонструє схильність природи до "завивання", пошуку стану менш концентрованої енергії, про що свідчить збільшення ентропії.

Осмоз - це процес дифузії води через напівпроникну мембрану. Молекули води можуть вільно проходити через клітинну мембрану в обох напрямках, або в, або в вихід, і таким чином осмос регулює гідратацію, приплив поживних речовин і відтік відходів, серед інших процесів.

Осмоз в рослинній клітині

Наприклад, якщо середовище, що оточує рослину або клітину тварини, має більш високу концентрацію води, ніж клітина, то клітина отримає воду осмосом. Загальний результат полягає в тому, що вода потрапляє в клітину, і клітина, ймовірно, гідратація і набряк. Якщо середовище має меншу концентрацію води, ніж клітина, вона втратить воду через осмос, оскільки цього разу більше води покидає клітину, ніж потрапляє в неї. Тому клітина скоротиться. Якщо концентрація води в середовищі точно однакова, клітина залишатиметься однакових за розміром, поки цей баланс концентрації залишається. У будь-якій ситуації рух розчинника відбувається від менш концентрованого (гіпотонічного) до більш концентрованого (гіпертонічного) розчину, який має тенденцію до зменшення різниці концентрацій (вирівнювання).

Відмінності у функції

Поки осмос впливає на розподіл поживних речовин і виділення продуктів тваринного походження; в рослинах осмос частково відповідає за поглинання ґрунтової води та піднесення рідини до листя рослини.

Дифузія може відбуватися через клітинну мембрану, і мембрана дозволяє здійснювати невеликі молекули, як вода (Н₂О), кисень (О₂), вуглекислий газ (СО)₂), а іншим легко пройти. Отже, хоча осмос допомагає рослинам поглинати воду та інші рідини, дифузія допомагає іншим молекулам проходити через них, а значить, обидва сприяють процесу фотосинтезу. Обидва процеси допомагають рослинам створювати енергію та інші важливі поживні речовини.

Різні типи осмосу та дифузії

Осмотичний ефект різних розчинів на клітини крові

Два види осмосу є:

• Зворотний осмос: Осмотичний тиск визначає, в якій точці диференціальний градієнт між високим і низьким вмістом розчиненої речовини викликає осмос. При зворотному осмосі підвищений об'ємний чи атмосферний тиск "проштовхне" більш високі частинки розчиненого речовини через мембрану, подолавши зазор, який може існувати, коли осмотичний тиск не дозволить дифузію через мембрану. Цей процес часто використовується для фільтрації води з домішками, коли їх концентрація занадто низька для регулярного осмосу, але чистіша вода все ж потрібна, як при опрісненні та фармацевтичних операціях.

• Передній осмос: На відміну від зворотного осмосу, який переходить від високих до низьких концентрацій, передній осмос змушує низькі частинки розчинної речовини переходити до більш високого розчиненого речовини - по суті, протилежного нормальному осмотичному процесу. Тоді як зворотний осмос «штовхає» частинки, передній осмос «втягує» їх у себе, в результаті чого стає більш чистою водою.

The типи дифузії є:

• Поверхнева дифузія: Побачені після краплі порошкоподібних речовин на поверхню рідини.

• Броунівський рух: Випадковий рух, що спостерігається під мікроскопом, коли частинки пропускають, ковзають і скидаються всередині рідини.

• Колективна дифузія: Дифузія великої кількості частинок всередині рідини, які залишаються неушкодженими або взаємодіють з іншими частинками.

• Осмоз: Дифузія води через клітинну мембрану.

• Випади: Трапляється, коли газ розсіюється через невеликі отвори.

• Дифузія електронів: Рух електронів, що призводить до електричного струму.

• Полегшена дифузія: Спонтанний пасивний транспорт іонів або молекул через клітинну мембрану (відрізняється тим, що відбувається поза активної фази осмосу або внутрішньоклітинної дифузії).

• Дифузія газів: Використовується в основному з гексафторидом урану для отримання збагаченого урану для ядерних реакторів та зброї.

• Дифузія Кнудсена: Мінлива міра інтерактивності частинок в мембранній порі, пов'язана з розміром частинки та довжиною та діаметром пор.

• Дифузія імпульсу: Поширення імпульсу між частинками, переважно в рідинах, під впливом в'язкості рідини (більша в'язкість = більша дифузія імпульсу).

• Дифузія фотонів: Рух фотонів всередині матеріалу, а потім розсіювання, коли вони відскакують різної щільності всередині. Використовується в медичних тестах як дифузна оптична візуалізація.

• Зворотна дифузія: Подібно до прямого осмосу, з низькою концентрацією рухається до високої, але відноситься до поділу частинок, а не лише до води.

• Самодифузія: Коефіцієнт, що вимірює кількість дифузії типу частинок, коли хімічний градієнт дорівнює нулю (нейтральний або врівноважений).

Список літератури

• Вікіпедія: Дифузія
• Вікіпедія: осмос
• Дифузія - Гіперфізика